Сотрудники лаборатории физико-химических методов исследований Института химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук предложили новую технологию переработки как природного, так и попутного нефтяного газа с использованием плазмы барьерного разряда.
Обычно переработка углеводородных газов требует термокатализа с использованием высоких температур (300 – 500°C) и дорогих катализаторов, что делает такие методики целесообразными только при очень крупных объемах переработки. Альтернативная технология, описанная учеными, позволяет обойти эти ограничения.
Суть метода заключается в том, что углеводородный газ вместе с кислородом подается в реактор, где создается барьерный разряд. Он генерирует атомарный кислород, который затем реагирует с углеводородами, образуя спирты, альдегиды и кетоны.
Чтобы избежать нежелательной полимеризации продуктов реакции, ученые предложили вести реакцию в присутствии воды, которая покрывает стенки реактора жидкой пленкой и сразу растворяет продукты, удаляя их из зоны разряда.
Например, из метана могут получаться метанол и формальдегид, из пропана — ацетон и пропанол, а окисление бутана дает бутанол, бутаналь и метилэтилкетон. При смешении разных углеводородов на выходе можно получить комбинацию указанных продуктов.
Главным преимуществом технологии является ее доступность и гибкость — она не требует гигантских инфраструктурных вложений и подходит для переработки газа в меньших объемах, что особенно актуально для месторождений с попутным газом или распределенных источников.
Как отметил старший научный сотрудник лаборатории, кандидат химических наук Андрей Рябов, одним из преимуществ является возможность вовремя остановить превращение, например на стадии образования спиртов, что практически невозможно в случае протекания термокаталитического процесса.
Разработка открывает перспективы для промышленности: получить ценные кислородсодержащие соединения, востребованные в нефтехимической отрасли — такие как ацетон, пропанол, бутанол, метилэтилкетон — можно гораздо эффективнее, чем при классической термокаталитической переработке.
Технология может стимулировать более широкое использование попутного нефтяного газа, который часто сжигается или остается неиспользованным. Тем самым снижаются потери ресурсов и выбросы парниковых газов.
В целом, внедрение плазмохимической технологии может стать шагом к более устойчивой и экономически эффективной структуре переработки газа в нефтегазовой отрасли, особенно в условиях курса на декарбонизацию и повышение ресурсной эффективности.
Недавно мы рассказали о новой разработке, которая позволит снизить до нуля вредные выбросы при переработке синтез-газа.
